【正文】 4 * （ rw,sync,no_root_squash ）， 其 中/opt/FriendlyARM/**/rootfs_qtopia_qt4 表示 nfs 共享目錄。 之前的系統(tǒng)，要使用不同 的編譯器版本才能正常編譯各個部分，因此要在開發(fā)過程不斷切換設(shè)置，這十分不利于初學(xué)者使用，也降低了開發(fā)的效率；自從 開始 (Mini2440 所配內(nèi)核已為最新的 )，我們把交叉編譯器統(tǒng)一為，下面是它的安裝設(shè)置步驟。因為 Linux 是用 C 語言編寫的，對 C 語言有良好的函數(shù)庫的支持，其編譯出的代碼精簡，具有運行速度快和對底層開發(fā)支持好的特點。 Linux 作為一款開源軟件，具有功能強大，與硬件兼容性好，可任意裁減等諸多特點，同時在 Linux 系統(tǒng)下 支持很多開源軟件，在一定程度上減小了開發(fā)的難度。 Linux 免費， WinCE 等商業(yè)系統(tǒng)需要支付許可證使用費，但這都不是問題的答案。而這就要求有一個高性能、高可靠的 GUI 的支持。良好的軟件可移植性，可以在不同平臺、不同系統(tǒng)上運行，跟操作系統(tǒng)無關(guān)。 選擇嵌入式操作系統(tǒng)的依據(jù) 在選擇軟件開發(fā)方式和操作系統(tǒng)的時候，不僅要考慮到對硬件系統(tǒng)的支持，還要考慮軟件開發(fā)的周期等問題。它是由 PDA 操作系統(tǒng)開發(fā)的先驅(qū)者 Palm Computing 公司開發(fā)的。它的內(nèi)核本身并不支持文件系統(tǒng)，但它具有良好的擴展性能，如果需要的話可以自行加入。 （ 2） 優(yōu)秀的開發(fā)工具 :嵌入式 Linux 提供了一套完整的工具鏈 （ 3） 免費，開發(fā)源代碼： Linux 是開發(fā)源碼的自由操作系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)自己的應(yīng)用需要方便對內(nèi)核進行修改和優(yōu)化。因此，就要設(shè)計一個環(huán)節(jié)來銜接，這個銜接環(huán)節(jié)就是“功率驅(qū)動”。本設(shè)計采用獨立按鍵模式，連接好電路后給芯片的 23 腳一個電平信號即 可播放提前錄好的聲音。它可以用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強等。 圖 DS18B20 引腳電路圖 MQ2 煙霧傳感器 MQ2 氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。 ? 測溫范圍 55℃ ~+125℃，固有測溫分辨率為 ℃。 要實現(xiàn)發(fā)短信或語音功能主要是通過開發(fā)板串口發(fā)送 AT 指令經(jīng) max232 把 TTL電平轉(zhuǎn)換成 RS232 電平并處理 TC35 反饋回來的信息來進行的。 ? 頻段：雙頻 GSM900MHz 和 DCS1800 MHz(Phase 2+) 。 ? 規(guī)格尺寸： ? 100 x 100(mm) 。 ? 1 個 I2C 總線 AT24C08 芯片，用于 I2C 總線測試。 ? 1 個 USB Slave B 型接口。 ? FLASH 存儲： ? 256M Nand Flash, 掉電非易失。在實際開發(fā)中先在 ARM Linux 中編寫每個模塊的驅(qū)動程序，編譯加載驅(qū)動后應(yīng)用層方能操作硬件模塊 ，手機通過收發(fā)短信的方式通過應(yīng)用層程序與硬件模塊通信達到控制硬件的目的。智能家居系統(tǒng)大部分時間都在運行，必須高度重視系統(tǒng)的安全性、可靠性和容錯能力，保證系統(tǒng)正常安全使用、質(zhì)量、性能良好，具備應(yīng)付各種復(fù)雜環(huán)境變化的能力。 （ 2） 在家居的門口安裝了 4*4 鍵盤，當用戶輸入正確的密碼可以把門打開，用戶通過其他非法手段比如撬開鎖時，系統(tǒng)及時啟動報警模塊，達到防盜的功能。最后簡單介紹了本智能家居系統(tǒng)的基本內(nèi)容 和設(shè)計思路。 本 課題研究的目的和意義 根據(jù)前面提到的一些調(diào)查結(jié)果及數(shù)據(jù)可以看出，雖然目前智能家居系統(tǒng)有了一定的發(fā)展，并且市場上也開始出現(xiàn)相應(yīng)的產(chǎn)品，但從總體的發(fā)展來看，不容樂觀，特別是統(tǒng)一標準和權(quán)威產(chǎn)品的缺乏嚴重影響了家居智能化的發(fā)展。目前，主要采梁力源：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng) 4 用國外的一些技術(shù)產(chǎn)品，但也有一些企業(yè)推出了自己的產(chǎn)品，主要有： （ 1） e 家庭（海爾），該系列產(chǎn)品以海爾電腦作為控制中心，各種網(wǎng)絡(luò)家電作為終端設(shè)備，海爾移動電話作為移動數(shù)字控制中心。但是由于系統(tǒng)架構(gòu)、靈活性及產(chǎn)品價格等方面還難以達到要求，所以目前在國內(nèi)還較少應(yīng)用。 目前市場上出現(xiàn)得智能家居控制系統(tǒng)主要有： （ 1） X10 系統(tǒng)（美國），該系統(tǒng)是利用電力線作為網(wǎng)絡(luò)平臺，采用集中控制方式實 現(xiàn)。 20xx 年，新加坡有近 30 個社區(qū)的約 5000 戶家庭采用了這種家庭智能化系統(tǒng)，而美國的安裝住戶高達 4 萬戶。 它能夠自動控制和管理家電設(shè)備，對家庭環(huán)境的安全進行監(jiān)控報警，并且能夠為梁力源：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng) 2 住戶提供安全舒適、高效便利的學(xué)習(xí)生活及工作環(huán)境。在我國，智能家居這一概念推廣較晚，約在 90 年代末家居智能化系統(tǒng)才得以進入國內(nèi)，但發(fā)展速度驚人，至今已存在相當數(shù)量的智能化小區(qū)及住宅。 該設(shè)計 通過對智能家居系統(tǒng)的分析，確定了總體架構(gòu)設(shè)計。 在當前市場中，智能家居相比傳統(tǒng)家居、建材行業(yè)所占的市場份額還是微乎其微。把與家庭生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機結(jié)合在一起統(tǒng)一管理，使生活舒適、安全、和高效，具有良好的發(fā)展前景。因此 可總結(jié)出 ，物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識別（ RFID）、光電 感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智 能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù) 印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 題目 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。這里包括兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間，進行信息交換和通信。 “智能家居”，又稱智能住宅，是通過采用先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和綜合布線技術(shù)，建立一個由家庭安全防護系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)和家庭自動化系統(tǒng)等組成的家庭服務(wù)與管理集成系統(tǒng)，從而實現(xiàn)全面、安全、舒適的居住環(huán)境以及便利的通訊網(wǎng)絡(luò)家庭住宅。隨著人類的應(yīng)用需求和住宅智能化的發(fā)展，智能家居系統(tǒng)將擁有更豐富的內(nèi)容，系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，功能也越來越齊全。 本設(shè)計利用 32 位嵌入式 ARM 處理器 S3C2440 作為智能家居控制系統(tǒng)的核心控制器 ，運用高性能、接口豐富、方便移植與擴展性好等優(yōu)點，并且利用嵌入式操作系 統(tǒng)實時性強、可靠性高、資源豐富等優(yōu)勢，將嵌入式技術(shù)作為智能家居控制器的開發(fā)平臺，使智能家居控制系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)能夠變 為在嵌入式平臺上的二次開發(fā)，從而縮短開發(fā)周期，并且節(jié)約資源。 智能家居的簡介 智能家居系統(tǒng)的概念起源于上世紀 70 年代的美國 [1]，隨后，傳播到歐洲、日本等國并且得到了很好的發(fā)展。 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化智能家居系統(tǒng)可提供遙控、家電（空調(diào)，熱水器等）控制、照明控制、室內(nèi) 外遙控、窗簾自控、防盜報警、電話遠程控制、可編程定時控制及計算機控制等多種功能和手段，使生活更加舒適、便利和安全。它只是采 用計算機系統(tǒng)對大樓的空調(diào)、電梯、照明等設(shè)備進行監(jiān)控，并提供語音通信、電子郵件、情報資料等方面的信息服務(wù)。此外，日韓新等國的龍頭企業(yè)紛紛致力于家居智能化的開發(fā)，對家居市場更是躍躍欲試。它的優(yōu)點在于利用的產(chǎn)品對系統(tǒng)進行擴展，系統(tǒng)較為成熟，比較適合中國國情。 我國的智能 家居相對于國外起步較晚， 尚未形成一定的國家標準。 國內(nèi)各大軟、硬件機構(gòu)正在積極的研制、開發(fā)更為符合市場的智能化家居設(shè)備，以解決當前智能化產(chǎn)品實用性差、使用復(fù)雜及產(chǎn)品價格昂貴等缺點，而技術(shù)創(chuàng)新性也逐步向國際先進水平靠攏，這樣的未來值得期待。 本章小結(jié) 本章主要分析了智能家居的研究背景，以及國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，以及智能家居平臺系統(tǒng)的技術(shù)特點。 系統(tǒng)功能需求 分析 （ 1） 能用手機 通過收發(fā)短信的方式 檢測家電，打開、關(guān)閉家電的工作狀態(tài)。同時還要充分考慮到用戶體驗，注重操作的便利化和直觀性，注重完美的圖形化控制界面。 梁力源：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng) 8 應(yīng) 用 程 序 層A R M L i n u x 操 作 系 統(tǒng)驅(qū) 動 程 序 層智 能 家 居 手 機 遙 控 層S 3 C 2 4 4 0處 理 器抽 風 機風 扇煙霧傳感器光電傳感器窗戶步進電機臺 燈G S M 模 塊繼電器驅(qū)動電 平 鎖 圖 智能家居系統(tǒng)整體架構(gòu)框圖 該智能家居系統(tǒng)用 S3C2440 處理器， 控制器控制遠程監(jiān)控家電模塊，檢測溫度、煙霧模塊，密碼鎖模塊 等 。 ? SDRAM 內(nèi)存： ? 在板 64M SDRAM， 32bit 數(shù)據(jù)總線， SDRAM 時鐘頻率高達 100MHz。 ? 1 個 USB Host 。 ? 1 個可調(diào)電阻，用于 AD 模數(shù)轉(zhuǎn)換測試。 ? 1 個 40 pin 系統(tǒng)總線接口。 ? 電源：單電源 ～ 。 ? 串口通訊波特率： 300bps...115kbps 。 ? 不需要外圍任何元件。本系統(tǒng)將 DS18B20 的信號線與 S3C2440 的 GPE0 引腳連接，如下 面 圖 所示。光電傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。此芯片內(nèi)有振蕩器，可通過外部電阻來調(diào)節(jié)其振蕩頻率；還有帶自動增益控制（ AGC）的話筒運放，模擬線路輸入。 圖 繼電器原理圖 ARM 是一個弱電器件 ,一般情況下它們大都工作在電壓為 5V 甚至更低、驅(qū)動電流在 mA 級以下，而要把它的輸出用于一些大功率場合，比如控制步進電機，很顯然是不可行的。 嵌入式 Linux 的主要特 征如下： （ 1） 高性能、可裁剪的內(nèi)核 :其獨特的模塊機制使用戶可以根據(jù)自己的需要，實時地將某些模塊插入到內(nèi)核或從內(nèi)核中移走，很適合與嵌入式系統(tǒng)的小型化需要。 μ C/OSII 主要面向中小型嵌入式系統(tǒng)，具有執(zhí)行效率高、占用空間小、結(jié)構(gòu)簡潔、實時性能優(yōu)良和可擴展性強等特點，最小內(nèi)核可編譯至 2KB，一般情況下占用 10KB數(shù)量級。 ? PalmOS 在個人數(shù)字助理（ PDA）市場上， PalmOS 全球知名、使用人數(shù)最多的 PDA 操縱系統(tǒng)。目前，網(wǎng)絡(luò)上研究 WinCE 的開發(fā)團隊越來越多，其資源也逐漸豐富起來，可以說是新的趨勢。當進行嵌入式軟件開發(fā)時， 可移植性是要重點考慮的問題。近來的市場需求顯示，越來越多的嵌入式系統(tǒng)，均要求提供全功能的 Web 瀏覽器。操作系統(tǒng)的選擇會對成本有著重要的影響。 嵌入式操作系統(tǒng)選擇了嵌入式Linux[10]。系統(tǒng)主要采用 C 語言作為基本開發(fā)語言，在嵌入式開發(fā)中，語言的可移植性很重要。 建立交叉編譯環(huán)境 在 Linux 平臺下，要為開發(fā)板編譯內(nèi)核，圖形界面 Qtopia， bootloader，還有其他一些應(yīng)用程序，均需要交叉編譯工具鏈。 必須解壓安裝好 root_qtopia 目標板文件系統(tǒng)包。通過這段代碼實現(xiàn)硬件的初始化，建立內(nèi)存空間的映射圖，為操作系統(tǒng)內(nèi)核準備好硬件環(huán)境并引導(dǎo)內(nèi)核的啟動。 Linux 最早是由芬蘭黑客 LinusTorvalds 為嘗試在英特爾 x86架構(gòu)上提供自由免費的類 Unix 操作系統(tǒng)而開發(fā)的。然后執(zhí)行“ make menuconfig‖，打開內(nèi)核配置界面，配置好內(nèi)核后通過執(zhí)行“ make zImage‖命令編譯內(nèi)核，編譯結(jié)束后20xx 屆計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 在 /arch/arm/boot 目錄下生成 Linux 內(nèi)核映像文件 zImage。下面做簡單介紹： ? /bin 存放 root 與普通賬號的命令，由于這些命令在掛接其他文件系統(tǒng)之前就可以使用，所以 /bin 目錄和根文件系統(tǒng)在同一個分區(qū)中。 ? /mnt 存放臨時掛載某個文件系統(tǒng)的掛接點，通常是空目錄，也可以在里面創(chuàng)建一引起空的子目錄，比如 /mnt/cdram /mnt/hda1 。從本質(zhì)上講設(shè)備驅(qū)動程 序主要負責硬件 設(shè)備的數(shù)據(jù)讀寫、參數(shù)配置與中斷處理。本設(shè)計就是用動態(tài)可加載方式逐個模塊調(diào)試好，調(diào)試好后在直接編譯進內(nèi)核中，然后開機就運行應(yīng)用程序。 應(yīng) 用 程 序系 統(tǒng) 調(diào) 用用 戶 態(tài)驅(qū) 動 程 序硬 件 接 口 / 總 線內(nèi) 核 態(tài) 圖 驅(qū)動程序運行原理 Linux 中的大部分驅(qū)動程序，是以內(nèi)核模塊的形式編寫的，內(nèi)核模塊是 Linux 內(nèi)核向外部提供的一個接口。分別對虛擬機安裝，交叉編譯環(huán)境、在 Linux 服務(wù)器上安裝交叉 編譯工具鏈、嵌入式 Linux 內(nèi)核的配置和編譯， YAFFS32文件系統(tǒng)的實現(xiàn) ，以及嵌入式軟件開發(fā)層次等。 ? /home 系統(tǒng)默認的用戶文件夾，它是可選的，對于每個普通用戶，在 /home 目錄下都有一個以用戶名命名的子目錄，里面存放用戶相關(guān)的配置文件。 根文件系統(tǒng)，是 Linux/Unix 系統(tǒng)啟動的一個重要的組成部分，也是操作系統(tǒng)正常工作的必要組成部分。一個內(nèi)核不是一套完整的操作系統(tǒng)。 此次開發(fā)板